PHP는 변수를 어떻게 저장하나요? zval 구조를 이해하시나요?

PHP 소스 코드의 zval

PHP에서 변수를 정의할 때 유형을 선언할 필요가 없습니다. 처음에는 변수 $a에 정수 값이 할당되며 나중에 다른 유형으로 쉽게 변경할 수 있습니다. 그렇다면 이 변수 ​​$a는 PHP 소스 코드에 어떻게 저장됩니까? 이 질문을 염두에 두고 PHP의 소스 코드를 살펴보겠습니다.

PHP의 소스 코드는 C로 작성되었습니다. PHP 소스 코드에서는 zval 구조를 사용하여 PHP 코드에서 생성된 변수를 저장합니다. zval 구조의 정의를 꺼내어 간단히 분석해 보겠습니다.

Github의 PHP 공식 저장소는 github.com/php/php-src입니다. 이 글에서 사용된 브랜치는 PHP-7.4.29입니다.

zval 구조

PHP 소스 코드: php-src/Zend/zend_types.h에서 이 파일을 찾으면 왼쪽 소스 코드와 함께 zval 구조가 다음과 같이 정의되어 있는 것을 볼 수 있습니다. 소스 코드는 PHP 자체 정의 유형 zend_uchar, uint16_t, uint32_t 등을 사용합니다. 이러한 유형은 플랫폼에 대한 다양한 플랫폼 및 컴파일러에서 char short int 등으로 변환됩니다. 이해의 편의를 위해 공통된 형태로 번역하여 소스코드 오른쪽에 표시하였습니다. 동시에 매크로 함수 ZEND_ENDIAN_LOHI_3()도 확장됩니다.

typedef struct _zval_struct zval;
...
       《源代码》                                               《翻译后》
-------------------------------------------------------------------------------------------
struct _zval_struct {                               | struct _zval_struct {
    zend_value value;                               |     zend_value value;
    union {                                         |     union {
        struct {                                    |         struct {
            ZEND_ENDIAN_LOHI_3(                     |             unsigned char type;
                zend_uchar type,                    |             unsigned char type_flags;
                zend_uchar type_flags,              |             union {
                union {                             |                 unsigned short extra;
                    uint16_t extra;                 |             } u;
                } u                                 |         } v;
            )                                       |         unsigned int type_info;
        } v;                                        |     } u1;
        uint32_t type_info;                         |     union {
    } u1;                                           |         unsigned int next;
    union {                                         |         unsigned int cache_slot;
        uint32_t next;                              |         unsigned int opline_num;
        uint32_t cache_slot;                        |         unsigned int lineno;
        uint32_t opline_num;                        |         unsigned int num_args;
        uint32_t lineno;                            |         unsigned int fe_pos;
        uint32_t num_args;                          |         unsigned int fe_iter_idx;
        uint32_t fe_pos;                            |         unsigned int access_flags;
        uint32_t fe_iter_idx;                       |         unsigned int property_guard;
        uint32_t access_flags;                      |         unsigned int constant_flags;
        uint32_t property_guard;                    |         unsigned int extra;
        uint32_t constant_flags;                    |     } u2;
        uint32_t extra;                             | };
    } u2;                                           |
};                                                  |

zval 구조에서는 변수의 값이 zend_value 유형의 value 속성에 저장됩니다. 그리고 u1.v.type을 사용하여 이 값의 유형을 기록합니다. 예를 들어 IS_LONG은 정수 유형에 해당하고 IS_STRING은 문자열 유형에 해당합니다.

zend_value 유니온

zend_value 유형은 php-src/Zend/zend_types.h에도 정의되어 있습니다. 다음은 zend_value 유니온의 정의이며, 소스 코드는 왼쪽에 있습니다. 또한 오른쪽에는 zend_long uint32_t를 쉽게 볼 수 있도록 공통형으로 변환하여 간단한 번역도 했습니다.

            《源代码》                                              《翻译后》
------------------------------------------------------------------------------------
typedef union _zend_value {                         | typedef union _zend_value {
    zend_long         lval; /* long value */        |     long              lval;
    double            dval; /* double value */      |     double            dval;
    zend_refcounted  *counted;                      |     zend_refcounted  *counted;
    zend_string      *str;                          |     zend_string      *str;
    zend_array       *arr;                          |     zend_array       *arr;
    zend_object      *obj;                          |     zend_object      *obj;
    zend_resource    *res;                          |     zend_resource    *res;
    zend_reference   *ref;                          |     zend_reference   *ref;
    zend_ast_ref     *ast;                          |     zend_ast_ref     *ast;
    zval             *zv;                           |     zval             *zv;
    void             *ptr;                          |     void             *ptr;
    zend_class_entry *ce;                           |     zend_class_entry *ce;
    zend_function    *func;                         |     zend_function    *func;
    struct {                                        |     struct {
        uint32_t w1;                                |         unsigned int w1;
        uint32_t w2;                                |         unsigned int w2;
    } ww;                                           |     } ww;
} zend_value;                                       | } zend_value;

유니온의 한 가지 특징은 그것이 차지하는 메모리가 해당 속성에서 가장 큰 유형에 해당하는 길이라는 것입니다. 그 중 zend_long은 long 타입이다. long 타입의 lval과 double 타입의 dval의 길이가 모두 8바이트인 것을 알 수 있다. 내부의 다른 포인터 유형도 8바이트입니다. 마지막 구조 속성 ww는 두 개의 int 유형으로 구성되며 결합된 길이도 8바이트입니다. 따라서 이 공용체의 길이는 8바이트입니다.

우리가 작성한 PHP 코드에서는 정수 및 부동 소수점 데이터의 값이 lval 및 dval에 직접 저장됩니다. 문자열, 배열 또는 기타 유형인 경우 데이터를 저장하기 위해 공간이 할당되고 해당 주소는 zval.value 속성인 zend_value에 저장됩니다. 예: zval.value.zend_long = 9527, zval .value.zend_string = 문자열 주소, zval.value.zend_array = 배열 ​​주소. 그런 다음 zval.u1.v.type에 이 zval.value가 정수, 부동 소수점, 문자열 또는 기타 유형임을 표시하십시오.

zval.u1.v.type 유형 정의는 php-src/Zend/zend_types.h 파일에도 있습니다. 모든 정의는 다음과 같습니다.

/* regular data types */
#define IS_UNDEF        0
#define IS_NULL         1
#define IS_FALSE        2
#define IS_TRUE         3
#define IS_LONG         4
#define IS_DOUBLE       5
#define IS_STRING       6
#define IS_ARRAY        7
#define IS_OBJECT       8
#define IS_RESOURCE     9
#define IS_REFERENCE    10
/* constant expressions */
#define IS_CONSTANT_AST 11
/* internal types */
#define IS_INDIRECT     13
#define IS_PTR          14
#define IS_ALIAS_PTR    15
#define _IS_ERROR       15
/* fake types used only for type hinting (Z_TYPE(zv) can not use them) */
#define _IS_BOOL        16
#define IS_CALLABLE     17
#define IS_ITERABLE     18
#define IS_VOID         19
#define _IS_NUMBER      20

zval 구조 메모리 사용량

다음으로 zval에 필요한 것이 무엇인지 분석해 보겠습니다. 메모리가 점유되었습니다.

• 값: zend_value 유형 8바이트.

• u1:

• u1.v.type: unsigned char 1바이트, u1.v.type_flags: unsigned char 1바이트, u1.v.u: 공용체에는 unsigned short가 하나만 있습니다. 추가 속성 는 2바이트이므로 u1.v의 구조는 총 4바이트입니다.

• u1.type_info: unsigned int 4바이트.

• 따라서 공용체 u1의 길이는 가장 긴 속성의 길이인 4바이트입니다.

• u2: 또한 int 유형 속성을 포함하는 공용체이므로 길이는 4바이트입니다.

• 따라서 zval이 차지하는 총 메모리는 8 + 4 + 4 = 16바이트입니다.

즉, PHP 코드를 작성할 때 정수 변수를 생성하면 실제로 작업 중에 16바이트의 메모리를 차지하며 메모리 오버헤드는 C 언어의 두 배 이상입니다. 물론, 이 이중 오버헤드는 변수 처리에 있어서 PHP의 유연성을 가져옵니다.

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